तापमापन : दोन वस्तू एकमेकींस चिकटून ठेवल्या असता त्यांच्यामधील उष्णता संवहनाची दिशा ज्या राशीवरून निश्चित होते, तिला तापमान असे म्हणतात. तापमान मोजण्याच्या साधनास तापमापक व ते मापन करण्याच्या शास्त्राला तापमापन असे म्हणतात.
केवळ स्पर्शज्ञानाने आपण जेव्हा एखादा पदार्थ उष्ण, कोमट किंवा थंड आहे असे म्हणतो तेव्हा आपण त्या पदार्थांची तापविषयक स्थितीच सांगत असतो परंतु तो केवळ अंदाज असतो. शास्त्रीय संशोधनाला आवश्यक असणारी सूक्ष्मता व अचूकता मिळविण्यासाठी खास तापमापकाची योजना करणे आवश्यक असते.
पदार्थाचे तापमान वाढविले असता त्याच्या काही भौतिक गुणधर्मांत बदल होतात उदा., द्रवाचे घनफळ वाढते, वायूंचा दाब अथवा घनफळ वाढते, धातूच्या तारांचा विद्युत् रोध वाढतो वगैरे. तापमानानुसार बदलणाऱ्या पुढील भौतिक गुणधर्मांचा तापमापकांत जास्त प्रमाणावर उपयोग केलेला आढळतो : (१) द्रवाचे घनफळ, (२) वायूचा दाब व घनफळ, (३) धातूचा विद्युत् रोध, (४) तपयुग्मात (तांबे व लोखंड यांसारख्या दोन निरनिराळ्या विद्युत् संवाहकांची टोके एकत्र करून एका तापमानाला ठेवल्यास व उरलेली टोके एकत्र करून सापेक्षतः कमी तापमानाला ठेवल्यास तयार होणाऱ्या साधनात) निर्माण होणारी विद्युत् चालक प्रेरणा (विद्युत् मंडलात प्रवाह वाहण्यास कारणीभूत होणारी प्रेरणा), (५) द्रवांचा बाष्पदाब, (६) चुंबकीय प्रवणता [ → चुंबकत्व]. शेवटच्या दोन गुणधर्मांचा उपयोग मुख्यतः नीच तापमान मोजण्याकरिता करतात [→ नीच तापमान भौतिकी]. वेगवेगळ्या टप्प्यांतील तापमानांच्या मापनासाठी वेगवेगळ्या तत्त्वावर आधारलेले तापमापक बनवावे लागतात.
तापक्रम : तापमानाचे तीन मापक्रम (स्केल) विशेष प्रचारात आहेत. ते म्हणजे, (१) फॅरेनहाइट (गाब्रिएल फॅरेहनहाइट, १६८६–१७३६, या जर्मन भौतिकीविज्ञांनी प्रचारात आणलेला), (२) सेल्सिअस किंवा पूर्वीचा सेंटिग्रेड (आंडर्स सेल्सिअस, १७०१–४४, या स्वीडिश ज्योतिर्विदांनी उपयोगात आणलेला) आणि रोमर (ओलाउस रोमर, १६४४–१७१०, या डॅनिश ज्योतिर्विदांनी उपयोगात आणलेला). १९४८ साली भरलेल्या आंतरराष्ट्रीय वजने व मापे समितीच्या परिषदेतील ठरावानुसार पूर्वी ज्या तापक्रमाला सेंटिग्रेड म्हणत असत त्याला सेल्सिअस हे नाव देण्यात आले.
यांपैकी सेल्सिअस तापक्रम शास्त्रीय मापनासाठी जगभर वापरण्यात येतो व भारतात व्यावहारिक उपयोगासाठीही तो कायद्याने स्वीकृत केलेला आहे. फॅरेनहाइट तापक्रम इंग्लीश भाषिक देशांत विशेष वापरला जातो. ज्वरमापकात व अभियांत्रिकीमध्ये तो अद्यापही काही ठिकाणी वापरात आहे. रोमर तापक्रम मात्र फारसा वापरात नाही. या तीनही तापक्रमांमध्ये बर्फबिंदू (प्रमाण वातावरण दाबाखाली, म्हणजे ७६० मिमी. पाऱ्याच्या स्तंभाशी तुल्य इतक्या दाबाखाली, वितळत असलेल्या शुद्ध बर्फाचे तापमान) व बाष्पबिंदू (प्रमाण वातावरण दाबाखाली उकळणाऱ्या पाण्याच्या वाफेचे तापमान) हे दोन स्थिर बिंदू कल्पिलेले असून त्यांच्यामधील तापमानांतराला मूलांतर असे म्हणतात. वरील तीन तापक्रमांत या मूलांतराचे अनुक्रमे १८०, १०० व ८० समान भाग केलेले असून प्रत्येक भागाला अंश असे म्हणतात.
कोष्टक क्र. १. तापक्रम व त्यांचे स्थिर बिंदू
|
तापक्रमाचे नाव |
दर्शक चिन्ह |
बर्फबिंदू |
बाष्पबिंदू |
मूलांतराचे एकूण भाग |
|
फॅरेनहाइट सेल्सिअस रोमर |
° फॅ. ° से. ° रो. |
३२° फॅ. ०° से. ०° रो. |
२१२° फॅ. १००° से. ८०° रो. |
१८० १०० ८० |
एखाद्या पदार्थाची या तीन तापक्रमांतील तापमाने अनुक्रमे फॅ., से. व रो. यांनी निर्देशित केल्यास
|
से. |
= |
फॅ. – ३२ |
= |
रो. |
|
५ |
९ |
४ |
या समीकरणाच्या साहाय्याने एका तापक्रमातील तापमानाचे रूपांतर दुसऱ्या तापक्रमातील तापमानात करता येते.
⇨ ऊष्मागतिकी मध्ये (उष्णतेच्या यांत्रिक व इतर स्वरूपांतील ऊर्जांशी असणाऱ्या संबंधाचे गणितीय विवेचन करणाऱ्या शास्त्रामध्ये) असे दिसून आले की, नीचतम तापमान –२७३·१५° से. इतके आहे. या तापमानाला निरपेक्ष शून्य तापमान असे म्हणतात. निरपेक्ष शून्यापासून प्रारंभ केला, तर सेल्सिअस पद्धतीने येणाऱ्या तापमानांना केल्व्हिन निरपेक्ष तापमान (° के.) म्हणतात [→ केल्व्हिन निरपेक्ष तापक्रम]. त्याच प्रकारे येणाऱ्या फॅरेनहाइट तापमानांना रँकिन तापमान (° रँ.) असे म्हणतात.
केल्व्हिन तापमान (° के.) = सेल्सिअस तापमान (° से.)
+ २७३·१५
रँकिन तापमान (° रँ) = फॅरेनहाइट तापमान (° फॅ)
+४५९·७
तापमापकात वापरलेल्या द्रव्यास तापमापकीय द्रव्य (जसा पारा, अल्कोहॉल वगैरे) म्हणतात. कोणत्याही पदार्थांचे एखाद्या तापमापकाच्या साहाय्याने मिळणारे तापमान हे त्या तापमापकात वापरलेल्या तापमापकीय द्रव्याच्या ऊष्मीय गुणधर्मावर अवलंबून असते. त्यामुळे एकाच पदार्थाचे तापमान वेगवेगळ्या प्रकारच्या तापमापकांकडून वेगवेगळे दर्शविले जाते म्हणजेच त्या पदार्थाचे वास्तविक तापमान मिळू शकत नाही. यावरून द्रव्य–निरपेक्ष तापमान कसे काढता येईल, याबद्दल शास्त्रज्ञांमध्ये विचार सुरू झाला. अशा तऱ्हेचा निरपेक्ष तापक्रम प्रथम केल्व्हिन (१८२४–१९०७) यांनी सैद्धांतिक रीत्या प्रस्थापित केला. ऊष्मगतिकीय सिद्धांतावर आधारलेल्या निकोलास सादी कार्नो (१७९८–१८३२) यांच्या आदर्श एंजिनावर [→ ऊष्मागतिकी] हा तापक्रम आधारलेला आहे. शास्त्रीय दृष्ट्या हा तापक्रम आदर्श आहे परंतु कार्नो यांचे आदर्श एंजिन प्रत्यक्षात उपलब्ध होत नाही. त्यामुळे प्रत्यक्ष मापन करण्यासाठी या पद्धतीचा वापर करता येणे शक्य नाही. योग्य तऱ्हेने वापरल्यास वायुतापमापकावरून मिळणारी तापमाने ही केल्व्हिन तापमानाशी तंतोतंत जुळतात म्हणून शास्त्रीय मापनाकरिता वायुतापमापक आदर्श मानला जातो. इतर सर्व तापमापकांवरून मिळणारी तापमाने वायुतापमापकांशी सुसंगत करून घेतली जातात पण वायुतापमापकातही वापरण्यास अत्यंत अवघड व जिकिरीचा आहे. त्याच्या साहाय्याने एक तापमान निश्चित मिळण्यासाठी कित्येक दिवस प्रयोग व गणित करावे लागते. यासाठी इतर अनेक व्यवहार्य अशा तापमापकांची निर्मिती करण्यात आली [→ एकके व परिमाणे].
नलिकेत द्रव भरलेले तापमापक : काचेच्या पारदर्शक नलिकेत पारा भरून तयार केलेला पाऱ्याचा तापमापक जगभर सर्वांत जास्त वापरण्यात येतो. कारण तो वापरण्यास सोपा आहे. या तापमापकात एक पाऱ्याने भरलेला काचेचा फुगा व त्याला एकसारखे वेज (छिद्र) असलेली काचेची केशनलिका जोडलेली असते. फुग्याला उष्णता मिळाली की, पारा नलिकेत शिरतो. नलिकेवरच अंशांकन केलेले असते अथवा अंशांकित केलेला स्वतंत्र मापक्रम नलिकेच्या बाजूला बसविलेला असतो. लहान वेजाची नळी वापरून त्याची संवेदनशीलता ०·०१° से. पर्यंत वाढविता येते. पदार्थाचे तापमान दाखविण्यासाठी तो स्वतः फारशी उष्णता शोषून घेत नाही. त्याचप्रमाणे तापमान दर्शविण्यासाठी त्याला फारसा वेळही लागत नाही. पारा नळीतून सहज हलू शकतो व त्याच्या मापनामध्ये येणाऱ्या चुकांचे निराकरण करण्याकरिता योग्य ती खबरदारी घेतली व शुद्धी केल्या म्हणजे मिळणारे तापमान अनेक कामांसाठी पुरेसे अचूक असते.
पाऱ्याचे गोठणबिंदू व उकळबिंदू अनुक्रमे –३९° से. व ३५७° से. आहेत. त्यामुळे साधा पाऱ्याचा तापमापक सु. –२५° से. ते ३००° से. या मर्यादेतच वापरता येतो परंतु पाऱ्याच्या वर नलिकेत जास्त दाबाखाली नायट्रोजन वायू भरला असता त्याचा उकळबिंदू वाढतो व मापकाची नळी कठीण काचेची किंवा त्याहीपेक्षा सिलिकेची करून त्यात पाऱ्यावर नायट्रोजन भरला, तर पाऱ्याचा तापमापक ६००° से. पर्यंतही उपयोगाला येतो. नीच तापमानाच्या मापकात पाऱ्याऐवजी अनुक्रमे अल्कोहॉल अथवा पेंटेन ही द्रव्ये भरल्यास अनुक्रमे –११४·९° से. व –२००° से. पर्यंतची नीच तापमाने मोजता येतात. –२००° से. ते ६५०° से. यापलीकडील तापमानाकरिता ‘नलिकेत–द्रव’ पद्धतीचे तापमापक वापरत नाहीत.
या प्रकारच्या तापमापकांत पुढील चुका संभवतात : (१) नळीचे वेज सर्वत्र सारख्या त्रिज्येचे नसल्यामुळे येणारी चूक(२) तापमापकाच्या फुग्याचे सावकाश आकुंचन होत असल्यामुळे येणारी चूक(३) पाऱ्याच्या स्तंभाचा काही भाग हवेत राहिल्यामुळे येणारी चूक(४) पाऱ्याच्या स्तंभाच्या फुग्यावर पडणाऱ्या दाबामुळे येणारी चूक नेहमीच्या व्यवहारात या चुका उपेक्षणीय असल्या, तरी अचूक प्रयोगात त्यांच्याकरिता शुद्धी करणे जरूर असते.
‘नलिकेत–द्रव’ पद्धतीच्या तापमापकाचे अंशांकन करताना असा तापमापक प्रथम ७६० मिमी. (पाऱ्याच्या स्तंभाशी तुल्य असलेल्या) दाबाखाली वितळत असणाऱ्या शुद्ध बर्फात ठेवतात व जेथे पाऱ्याची पातळी स्थिर होईल तेथे एक खूण करतात (०° से.) नंतर ७६० मिमी. दाबाखाली उकळणाऱ्या पाण्याच्या वाफेत तापमापक काही मिनीटे ठेवतात आणि पाऱ्याची पातळी स्थिर होईल तेथे दुसरी खूण करतात (१००° से.) या दोन खुणांमधील अंतराचे १०० सारखे भाग करून त्यांपैकी प्रत्येकाला १° सेल्सिअस असे म्हणतात [→ उष्णता].
वायुतापमापक : हीलियम, हायड्रोजन वा नायट्रोजन यांसारख्या वायूंचा मूळ दाब अत्यल्प असेल, तरच त्यांचे तापमानानुसार प्रसरण व दाबवृद्धी यांसंबंधीचे गुणधर्म आदर्श वायूसारखे असतात. आदर्श वायूचे घनफळ व दाब यांच्या ऊष्मीय वृद्धीचे गुणांक एकसारखेच असतात. त्यामुळे वायुतापमापकावरून मिळणारी तापमाने कोणता वायू वापरला आहे यावर अवलंबून राहत नाहीत. म्हणजेच ती तापमापकीयद्रव्य निरपेक्ष असतात. आ. २ व ३ मध्ये दाब व घनफळ यांचा गुणाकार आणि दाब यांचे आलेख वेगवेगळ्या वायूंकरिता काढले आहेत. दाब शून्याप्रत गेला, तर (दा X घ) हा गुणाकार सर्व वायूंच्या बाबतीत सारखाच येतो व तो फक्त तापमानावर अवलंबून असतो, हे स्पष्ट होईल.
तापमान स्थिर असताना कोणत्याही वायूचा दाब (दा) व त्याच्या एक ग्रॅम–रेणू वस्तुमानाचे त्या दाबाखालील घनफळ (घ) यांमधील परस्परसंबंध पुढील काल्पनीक समीकरणाने दिला जातो.
दा·घ = अ (१ + क१·दा + क२·दा२ + क३·दा३ + …)
दाब शून्याप्रत नेल्यास (दा ⟶ ०)
सीमा (दा·घ) = अ
दा ⟶ ०
[सीमा या गणितीय कृत्याच्या स्पष्टीकरणासाठी ‘अवकलन व समाकलन’ ही नोंद पहावी].या ‘अ’ चे मूल्य वायूच्या केल्व्हिन तापमानाच्या सम प्रमाणात असते.
वजने आणि मापे यांच्यासंबंधी १९५४ मध्ये भरलेल्या आंतरराष्ट्रीय सर्वसाधारण परिषदेने तापमानाच्या अंश परीक्षणाकरिता शुद्ध पाण्याचा त्रिक बिंदू हा फक्त एकच ‘आद्य स्थिर बिंदू’ म्हणून मुक्रर केला आहे व या त्रिक बिंदूच्या तापमानाला २७३·१६° के. (केल्व्हिन) अथवा ०·०१° से. म्हणावे, असे ठरविले आहे (ज्या तापमानाला शुद्ध पाणी, त्याचे बर्फ व त्याची वाफ ही एकमेकांशी समतोल अवस्थेत असतात, त्यालाच पाण्याचा त्रिक बिंदू म्हणतात).
कोणत्याही वायूच्या बाबतीत पुढील दोन समीकरणे मांडता येतील. [यापुढील सर्व सीमा दा ⟶ ० असतानाच्या आहेत असे समजावे].
सीमा (दा·घ) = अ तापमान त° के. असताना
आणि सीमा (दा·घ)३= अ३ त्रिक बिंदूच्या वेळी.
|
∴ |
सीमा (दा·घ) |
= |
अ |
= |
त |
|
|
सीमा (दा·घ)३ |
अ३ |
२७३·१६ |
||||
|
∴ |
सीमा (दा·घ) |
= |
{ |
सीमा (दा·घ)३ |
} |
·त |
|
२७३·१६ |
||||||
|
परंतु |
{ |
सीमा (दा·घ)३ |
} |
= र = (सार्वत्रिक वायू स्थिरांक) |
|
२७३·१६ |
या स्थिरांकाचे मूल्य प्रयोगावरून ८·३१४३ जूल/ग्रॅ. रेणू अंश के. आहे असे निश्चित झाले आहे.
वायूचे एकूण वस्तुमान न ग्रॅम–रेणू असेल, तर
|
त = |
सीमा (दा·घ) |
|
न·र |
यावरून त हे तापमान काढता येईल.
घनफळ स्थिर असेल तर,
|
सीमा (दा·घ) |
= सीमा |
दा |
|
सीमा (दा·घ)३ |
दा३ |
|
∴ त = २७३·१६ X सीमा |
दा |
… …. (१) |
|
दा३ |
त्याच प्रमाणे दाब स्थिर असल्यास,
|
त = २७३·१६ X सीमा |
घ |
… …. (२) |
|
घ३ |
(१) व (२) ही दोन समीकरणे अनुक्रमे स्थिर घनफळ आणि स्थिर दाब वायुतापमापकांवरून तापमान काढण्याची सूत्रे आहेत.
आ. ४ मध्ये मानक (प्रमाणभूत) स्थिर घनफळ वायुतापमापकाची रचना दाखविली आहे. अ हा प्लॅटिनम व इरिडियम यांच्या मिश्रधातूचा फुगा असून त्याची लांबी सु. ११० सेंमी. व घनफळ १ लि. असते. अती नीच तापमाने मोजताना या फुग्यात हीलियम वायू भरतात, तर सु. ५००° से. पर्यंत हायड्रोजन व ५००° से. ते १,५००° से. करिता नायट्रोजन हे वायू जास्त सोयीचे पडतात.
आ, इ या भागांमध्ये पारा भरलेला आहे. उ हे भांडे वर–खाली करून आ मधील पाऱ्याची पातळी ए या काट्याच्या टोकाला जरा टेकेल असे करतात. नंतर ई ही नळी वर–खाली करून तिच्यातील पाऱ्याची पातळी ऐ ला टेकेल असे करतात. मग एऐ या पाऱ्याच्या स्तंभाच्या उंचीवरून वायूचा दाब मिळतो व त्यावरून तापमान काढता येते. त्यामध्ये काही त्रुटींच्यासाठी शुद्धी करणे आवश्यक असते.
गुणावगुण : या तापमापकापासून मिळणारी तापमाने केल्व्हिन निरपेक्ष तापमापकाशी तंतोतंत जुळतात. याचा उपयोग –२००° से. ते १,५००° से. इतक्या मोठ्या टप्प्यात करता येतो. वायूंचा प्रसरण गुणांक द्रवांच्या पेक्षा २० पटींनी जास्त असल्याने याची संवेदनशीलताही जास्त असते. वायूंची उष्णताग्रहणशक्ती अत्यल्प असल्याने हा तापमापक फारच थोडी उष्णता शोषून घेतो. वायूंचे प्रसरण गुणांक अगदी प्रमाणशीर असतात परंतु हा तापमापक वापरण्यास अवजड व क्लिष्ट असून अनेक किचकट निरीक्षणे व गणिते करून मगच तापमान मिळते. म्हणून मध्यवर्ती शास्त्रीय संस्थांमध्ये इतर प्रकारचे तापमापक प्रमाणित करण्यासाठीच फक्त हा तापमापक वापरतात.
आंतरराष्ट्रीय तापक्रम :वायुतापमापकाचा उपयोग करणे फार त्रासाचे असल्याने त्याला पर्याय म्हणून बिनचूक परंतु वापरण्यास सुलभ अशा आंतरराष्ट्रीय तापक्रमाची कल्पना प्रथम १९२७ मध्ये मांडण्यात आली. १९४८, १९५४ आणि १९६० मध्ये या तापक्रमामध्ये काही सुधारणा करण्यात आल्या. हा सुधारित तापक्रम ६ मुख्य स्थिर बिंदूंवर आधारलेला असून त्यांशिवाय इतर कित्येक (२३) दुय्यम स्थिर बिंदूही निश्चित केलेले आहेत. प्रत्येक स्थिर बिंदू हा एक औष्णिक समतोल बिंदू असल्याने तो जगात कोणालाही सहज मिळवता येतो. प्रत्येक स्थिर बिंदूची तापमाने व वेगवेगळ्या टप्प्यांत तापमानासाठी वापरावयाची साधने व सूत्रेही ठरवून देण्यात आली आहेत. या सर्व स्थिर बिंदूंचा उपयोग करताना त्यावरील दाब प्रमाण वातावरण दाब (म्हणजे १,०१,३२५ न्यूटन/मी.२) इतका असला पाहिजे असाही नियम घालून दिला आहे. हे ६ स्थिर बिंदू व त्यांची तापमाने कोष्टक क्र. २ मध्ये दिली आहेत.
|
कोष्टक क्र. २. आंतरराष्ट्रीय तापक्रमातील स्थिर बिंदू |
||
|
मुख्य स्थिर बिंदूंचे वर्णन |
तापमान |
|
|
°के. |
°से. |
|
|
१. पाण्याचा त्रिक बिंदू (आद्य स्थिर बिंदू) २. द्रवरूप ऑक्सिजनाचा उकळबिंदू (ऑक्सिजन बिंदू) ३. शुद्ध पाण्याचा उकळबिंदू (बाष्पबिंदू) ४. द्रव गंधकाचा उकळबिंदू (गंधकबिंदू) ५. शुद्ध चांदीचा वितळबिंदू (रजतबिंदू) ६.शुद्ध सोन्याचा वितळबिंदू (सुवर्णबिंदू) |
२७३·१६ ९०·१८ ३७३·१५ ७१७·७५ १,२३३·९५ १,३३६·१५ |
०·०१० –१८२·९७० १००·००० ४४४·६०० ९६०·८०० १,०६३·००० |
दुय्यम स्थिर बिंदूत सर्वांत उच्च तापमानाकरिता टंगस्टनाचा वितळबिंदू (३,३८०° से.) हा आहे. अलीकडे झालेल्या मापनावरून असे दिसून आले आहे की, आंतरराष्ट्रीय तापक्रम व केल्व्हिन तापक्रम यांमध्ये उच्च तापमानाच्या वेळी काहीशी तफावत पडते. ही तफावत बरोबर निश्चित झाल्यानंतर सुवर्णबिंदू आणि रजतबिंदू यांची तापमाने थोडीशी वाढवावी लागतील असे दिसते.
तापक्रमाचे एकूण ४ भाग कल्पून प्रत्येक भागातील तापमानासाठी पुढील साधने व सूत्रे वापरण्याची शिफारस करण्यात आली आहे.
(अ) ०° से. ते ६३०·५° से. (अँटिमनीचा गोठणबिंदू) या टप्प्यातील तापमाने प्लॅटिनम रोधतापमापकाच्या साहाय्याने मोजावी व त्यासाठी पुढील सूत्र वापरावे.
रोत = रो० (१ + अ१·त + अ२ ·त२) … … (३)
येथे रोत व रो० हे रोधतापमापकाचे त° से. आणि ०° से. या तापमानाच्या वेळचे रोध आहेत. अ१ आणि अ२ हे स्थिरांक आहेत.
(आ)—१८२·९७° से. (ऑक्सिजन बिंदू) ते ०° से. ही नीच तापमानेही प्लॅटिनम रोधतापमापकानेच मोजावीत परंतु त्याकरिता पुढील सूत्र वापरावे.
रोत = रो० [१ + अ१·त + अ२·त२ +अ३·(त–१००)·त३] … … (४)
येथे अ१, अ२, अ३ स्थिरांक आहेत.
(इ) ६५०·५° से. (अँटिमनी बिंदू) ते १,०६३·०° से. (सुवर्णबिंदू) पर्यंतची तापमाने तपयुग्माच्या साहाय्याने मोजावीत. या तपयुग्माची एक तार शुद्ध प्लॅटिनमची आणि दुसरी ९०% प्लॅटिनम व १०% ऱ्होडियम या मिश्रधातूची असावी. तापमान काढण्यासाठी पुढील सूत्राचा उपयोग करावा.
व = अ१+अ२·त +अ३·त२ … … (५)
येथे तपयुग्माचा एक संधी ०° से. आणि दुसरा त° से. या तापमानाला असताना युग्मात व ही विद्युत् चालक प्रेरणा निर्माण होते, असे मानले आहे. अ१, अ२, अ३ स्थिरांक आहेत.
(ई) सुवर्णबिंदूपेक्षा उच्च तापमाने प्रारणावरून (उत्सर्जित होणाऱ्या तरंगरूप ऊर्जेवरून) मोजावीत व त्यासाठी पुढील सूत्र वापरावे.
|
वत |
= |
[e (क/ल·तस)] — १ |
… … (६) |
|
वस |
[e (क/ल·त)] — १ |
येथे त आणि तस ही अनुक्रमे मोजावयाचे केल्व्हिन °के, तापमान व सुवर्णबिंदूचे °के तापमान आहेत वत आणि वस अनुक्रमे त आणि तस तापमाने असताना ल तरंगलांबीस अनुसरून होणाऱ्या प्रारण ऊर्जा आहेत. क हा एक स्थिरांक आहे. e हा स्वाभाविक लॉगरिथमाचा आधारांक होय.
मापनासाठी वापरण्याची रोध तार किंवा तपयुग्मे यांची शुद्धता, आकारमान वगैरेंबद्दल निश्चित सूचना दिलेल्या आहेत. त्यामुळे जगात कोठेही वा कोणीही या पद्धतीने तापमाने मोजल्यास त्यांत तफावत पडणार नाही.
विद्युत् तापमापक : प्लॅटिनमाचा रोधतापमापक : तापमान मोजण्याचे हे अत्यंत अचूक परंतु वापरण्यास वायुतापमापकाच्या तुलनेने फारच सुलभ असे साधन आहे. त्यामुळे आंतरराष्ट्रीय तापक्रमातील मुख्य स्थिर बिंदूंच्या दरम्यानची तापमाने मोजण्यासाठी याचा मोठा उपयोग होतो.
शुद्ध प्लॅटिनमाचे अविद्युत् प्रवर्तनी (ज्यात विद्युत् प्रवाहातील बदलामुळे प्रवर्तनाद्वारे विद्युत् चालक प्रेरणा निर्माण होण्याचा गुणधर्म दुर्लक्षणीय असतो असे) वेटोळे हा या तापमापकाचा मुख्य भाग होय. आकुंचन–प्रसरणामुळे तारेवर ताण न पडेल अशा तऱ्हेने हे वेटोळे एका पोर्सलिनाच्या नळीत बसविलेले असते. वेटोळ्याचा रोध तापमानानुसार बदलतो. या रोधाचे मापन करून वरील सूत्र (३) च्या साहाय्याने तापमान काढता येते.
वेटोळ्याच्या दोन टोकांना दोन जाड प्लॅटिनमाच्या तारा–जोडतारा–जोडलेल्या असतात. तापमानातील फेरफाराबरोबर जोडतारांचा रोधही बदलतो. याचे निराकरण करण्यासाठी जोडतारांच्या शेजारी तंतोतंत त्यांच्या सारख्याच संतुलक तारा बसविलेल्या असतात. वेटोळ्याचा रोध कॅलेंडर आणि ग्रिफिथ यांच्या सेतूच्या [व्हीट्स्टन सेतूच्या एका सुधारित प्रकाराच्या → व्हीट्स्टन सेतु] साहाय्याने मोजतात. या वेळी वेटोळ्यातून विद्युत् प्रवाह जातो व त्यामुळे त्याच्या रोधात जो बदल होतो त्याची शुद्धी करावी लागते. रोधतापमापकांत प्लॅटिनमाखेरीज निकेल व तांबे यांचाही उपयोग करता येतो. प्लॅटिनमच्या तारेचे वेटोळे –२५८° ते ९००° से. तापमानासाठी, निकेलाचे –१५०° ते ३००° से.व तांब्याचे –२००° ते १२०° से. तापमानासाठी समाधानकारकपणे वापरता येतात.
तपयुग्म तापमापक : दोन भिन्न धातूंचे तपयुग्म बनवून त्याचे दोन संधी भिन्न तापमानाला ठेवले असता तपयुग्मामध्ये विद्युत् चालक प्रेरणा (वि. चा. प्रे.) निर्माण होते. ही ⇨ विद्युत् वर्चस् मापकाच्या साहाय्याने मोजतात व त्यावरून तापमान काढतात (आ. ५) तापमानाच्या भिन्नभिन्न टप्प्यांत कोष्टक क्र.३ मध्ये दिल्याप्रमाणे भिन्नभिन्न तपयुग्मे वापरली जातात.
तपयुग्म एका संरक्षक पोर्सलिनाच्या नळीत ठेवून त्याचा एक संधी वितळत असलेल्या शुद्ध बर्फात व दुसरा संधी ज्याचे तापमान मोजावयाचे त्यात शक्यतर बुडवून किंवा त्याच्याशी संलग्न असा ठेवतात. तपयुग्मातील वि. चा. प्रे. मोजून वरील समी. (५) च्या साहाय्याने तापमान काढता येते. कारखान्यातून वि. चा. प्रे. मोजण्यासाठी सूक्ष्मदर्शी व्होल्टमापकाची योजना करतात. या व्होल्टामापकाच्या तबकडीवर एकदम तापमानेच लिहिलेली असतात.
कोष्टक क्र.३. तापमानाच्या भिन्न टप्प्यांकरिता वापरण्यात येणारी तापयुग्मे
|
तापमानाचा टप्पा (से.) |
तपयुग्म |
|
–२०० ते ३५० –२०० ते ७५० –२०० ते १,२०० ० ते १,७०० १७०० ते २,५०० |
तांबे व कॉन्स्टन्टन लोखंड व कॉन्स्टन्टन क्रोमेल व ॲल्युमेल प्लॅटिनम व प्लॅटिनम–ऱ्होडियम टंगस्टन व टंगस्टन–ऱ्हीनियम |
तबकडी पद्धतीचे तापमापक : तपयुग्मावर आधारलेल्या तबकडी तापमापकाची रचना वर थोडक्यात सांगितली आहे. दुसऱ्या प्रकारच्या तबकडी तापमापकात भिन्न प्रसरण गुणांक असलेल्या दोन धातूंच्या जोडपट्टीचा उपयोग केलेला असतो. ही द्विधातवीय पट्टी मळसूत्राकृती किंवा सर्पिलाकृती केलेली असून तिचे एक टोक पक्के बसवून टाकलेले असते. तापमान वाढले की, तिची वक्रता वाढते. तिचे दुसरे टोक एका भ्रमणकक्ष दांड्याला पक्के जोडलेले असते. दांड्याला लंबदिशेने एक दर्शक काटा जोडलेला असतो. जोडपट्टीच्या वक्रतेतील फेरफारानुसार दर्शक काटा तबकडीवर पुढे–मागे फिरतो आणि त्यावरून तापमान वाचता येते (आ. ६).
वातावरणविज्ञानात हवेच्या तापमानाचा चढ–उतार सबंध दिवसात कसा कसा होत गेला, हे पाहणे जरूर असते. त्यासाठी तापलेखक या उपकरणाचा वापर करतात. याचे अनेक प्रकार आहेत. आ. ७ मध्ये द्विधातवीय पट्टीचा तापालेखक दाखविला आहे. यातील दर्शक काट्याच्या टोकाला शाईत बुडविलेला कुंचला लावलेला असून तो एका दंडगोलावर अलगद टेकतो. दंडगोल घड्याळ्याच्या यंत्राच्या साहाय्याने २४ तासांत एक फेरा करतो. त्याच्या पृष्ठभागावर आलेखपत्र चिकटविलेले असते. त्यावर तापमानाचा आलेख आपोआप काढला जातो.
औद्योगिक क्षेत्रात एखाद्या भट्टी व तत्सम साधनाच्या तापमानावर दुरून नजर ठेवणे काही वेळा आवश्यक असते. तेव्हा पुढील प्रकारचा तापमापक वापरतात. निष्कलंक पोलादाच्या एका फुग्यात (अ) नायट्रोजनासारखा एखादा वायू वा पाऱ्यासारखा द्रव भरून (आ) एका केशनलिकेच्या साहाय्याने तो फुगा एका बूरदाँ दाबनलिकेला (इ) [⟶ दाब व दाबमापन] जोडलेला असतो. (आ. ८).
फुग्याच्या तापमानांतील वाढीबरोबर तिच्यातील द्रायूचा (द्रव वा वायूचा) दाब वाढतो. ही दाबाची वाढ केशनलिकेमधून दाबनलिकेतही पोहोचविली जाते. त्यामुळे दाबनलिकेची वक्रता वाढते व एक दर्शक काटा तबकडीवरून पुढे फिरविला जातो. या प्रकारच्या तापमापकाच्या साहाय्याने एखाद्या भट्टीचे तापमान तिच्यापासून ७५ मी. पर्यंतच्या अंतरावरुनही पाहता येते. तापमानाचे स्वयंचलित नियंत्रण करण्यासाठी तबकडी पद्धतीचे तापमापक विशेष उपयोगी पडतात.
उत्तापमापक : उच्च तापमान मोजण्याच्या साधनास उत्तापमापक असे म्हणतात. सु. २,५००° से. पर्यंतची उच्च तापमाने तपयुग्माच्या साहाय्याने मोजता येतात, हे वर वर्णिलेले आहेच. शिवाय प्रारणसूत्रावर आधारलेल्या उत्तापमापकांचा एक वर्ग आहे. या प्रकारच्या तापमापकांचा उपयोग वाटेल तितक्या उच्च तापमानापर्यंत करता येतो. तसेच या प्रकारच्या तापमापकाचा ज्या पदार्थांचे तापमान मोजावयाचे त्याच्याशी प्रत्यक्ष संपर्क येण्याची जरूरी नसते, हे याचे महत्त्वाचे गुण आहेत. [⟶ उष्णता प्रारण].
प्लांक यांच्या प्रारण नियमावर आधारलेली अभिनव मापन पद्धती : १९७२ मध्ये एच्. ए. गेब्बी, आर्. ए. बोहलॅंडर व आर्. पी. फुट्रेले यांनी असे दाखवून दिले की, प्लांक यांच्या प्रारण नियमावर आधारलेल्या पद्धतीचा अवलंब करून प्रारण करणाऱ्या कृष्ण पदार्थाचे तापमान (प्रारणातील विशिष्ट वर्णरेषेच्या) कंप्रतेच्या (दर सेकंदाला होणाऱ्या कंपनांच्या संख्येच्या) स्वरूपात व्यक्त करता येईल. ही पद्धत वायुतापमापकापेक्षा कमी जिकिरीची, जास्त जलद व अचूक आहे. तापमान कंप्रतेत व्यक्त करण्यामुळे केल्व्हिन अंश हे एक स्वेच्छ एकक अनावश्यक होते, हाही महत्त्वाचा फायदा आहे. वायुतापमापकाच्या ऐवजी ही पद्धत मानक तापमापक म्हणून लवकरच आंतरराष्ट्रीय मान्यता पावेल, असे दिसते.
ज्योतींचे (ज्वालांचे) तापमापन : ज्वालेमध्ये एकाच वेळी वेगवेगळ्या रासायनिक व भौतिक प्रक्रिया चालू असतात.त्यामुळे ज्वालेत उष्मगतिकीय समतोल आलेला नसतो व म्हणून ज्वालेच्या वेगवेगळ्या भागांची तापमाने वेगवेगळी राहतात. इतकेच नव्हे तर वेगवेगळ्या तत्त्वानुसार एकाच ज्वालेचे तापमान मोजल्यास मिळणाऱ्या उत्तरांत फार मोठी तफावत पडते. औद्योगिक क्षेत्रात पुष्कळदा ज्वालांचे तापमान मोजणे आवश्यक असते परंतु या मापनावरून मिळणारे तापमान हे ज्वालेचे सरासरी तापमान नसून तिच्यातील विशिष्ट बिंदूचे तापमान असते.
ज्वालेचे तापमान (१) तापमापक ज्वालेत घालून किंवा (२) तापमापक ज्वालेबाहेर ठेवून अशा पद्धतींनी मोजता येईल. पहिल्या पद्धतीने मिळणारे तापमान हा ज्वालेतील वायूच्या कणांच्या गतिज ऊर्जेचा आविष्कार असतो, तर दुसऱ्या पद्धतीने मिळणारे तापमान हा प्रारण ऊर्जेचा आविष्कार असतो.
तपयुग्मासारखे साधन ज्वलित घातल्यास तेथे प्रारण व संनयन (हवेच्या प्रवाहामुळे होणारे उष्णतेचे संक्रमण) या दोन्ही गोष्टी चालू होतात. त्यामुळे यासारख्या साधनाने दाखविलेले तापमान व खरे तापमान यांत शेकडो अंशांची तफावत पडू शकते.
ही चूक कमी करण्यासाठी अनेक पद्धती सुचविण्यात आलेल्या आहेत. त्यांपैकी एका पद्धतीत ज्वालेतील विशिष्ट बिंदूचे तापमान वेगवेगळ्या जाडीच्या तारा वापरून केलेल्या तपयुग्मांनी मोजण्यात येते, या मापनावरून बहिर्वेशन करून [आलेख काढून त्यावरुन ⟶ अंतर्वेशन आणि बहिर्वेशन] शून्य जाडीच्या तपयुग्माने कोणते तापमान दाखविले जाईल, ते काढतात. हेच त्या बिंदूचे वास्तविक तापमान होय.
दुसऱ्या एका पद्धतीत तपयुग्मासंधी एका नळीत ठेवून तीमधून ज्वालेतील वायू आत ओढून घेतात. त्यामुळे तपयुग्मसंधीचे व ज्वालेचे तापमान जवळजवळ एकसारखेच होते. आणखी एका पद्धतीत ज्वालेतील वायू एका व्हेंचुरी नलिकेतून (बंद नळीतून वाहणाऱ्या द्रायूच्या प्रवाहाची त्वरा काढण्याच्या साधनातून) काढून घेऊन सु. १५०° से. पर्यंत थंड करतात आणि मग त्याचे तापमान व दाब मोजतात. मग मूळ ज्वालेतील दाबावरून तेथील मूळचे तापमान काढता येते.
ज्वाला दीप्त असल्यास तिचे तापमान अदृष्य होणारा तंतू असलेल्या प्रकाशीय उत्तापमाकांच्या [⟶ उष्णता प्रारण] तत्त्वावर आधारलेल्या साधनांनी मोजता येते. अशा प्रकारच्या एफ्, कुर्लबॉम यांच्या पद्धतीत टंगस्टन तंतूच्या विद्युत् दिपाचा प्रकाश (अ) त्या ज्वालेतून व (आ) ज्वालेबाहेरूनही पाहिला जातो. दीपामधील विद्युत् प्रवाह अशा तऱ्हेने बदलतात की, शेवटी या दोन मार्गांनी येणारा प्रकाश सारखाच तेजस्वी दिसेल. मग जी. आर्. किरखोप यांच्या नियमानुसार ज्वालेचे व दीपतंतूचे तापमान एकसारखे असते.
अशीच दुसरी पद्धत होटेल व ब्रॉट्न यांची होय. या पद्धतीत प्रथम तांबडी प्रकाश–गाळणी वापरून व नंतर हिरवी प्रकाश–गाळणी वापरून ज्वालेचे तापमान काढतात आणि मग त्या दोहोंवरून ज्वालेचे खरे तापमान काढले जाते.
ज्वाला अदीप्त असल्यास तिच्यामध्ये सोडियमाचे एखादे लवण घालून ती दीप्त करता येते. मग वरील कुर्लबॉम यांच्या पद्धतीप्रमाणेच (परंतु थोडा फरक करुन) ज्वालेचे तापमान काढता येते.
तापमानाच्या इतर पद्धती : वरील पद्धतींखेरीज तापमानाच्या इतर अनेक पद्धती आहेत. त्यांतील विशेष महत्त्वाच्या पुढे दिल्या आहेत.
कार्बनयुक्त पोलाद हवेमध्ये तापविले असता त्याच्या पृष्ठभागवर ऑक्साइडाचा पातळ थर तयार होतो. या थराच्या रंगावरून पोलादाच्या तापमानाचा अंदाज करता येतो. पूर्वी पोलादाला पाणी देताना याच पद्धतीचा अवलंब केला जात असे.
काही खास रंगीत द्रव्यांचा रंग विशिष्ट तापमानाला बदलतो या गुणधर्माचाही उपयोग तापमान समजण्यासाठी करता येतो. एच.सीगर यांनी संशोधिलेले ‘सीगर–शंकू’ मिश्र चिनी मातीचे बनविलेले असतात. त्यांची मिश्रणे अशी सिद्ध केलेली असतात की, विवक्षित तापमान आले की, शंकू मऊ होऊन त्याचे टोक वाकडे होते. कपबशा भाजण्याची भट्टी वगैरेमध्ये विवक्षित तापमान आले की नाही, हे समजण्यासाठी या शंकूंचा चांगला उपयोग होतो. पारदर्शक पदार्थांचा प्रणमनांक (प्रकाशाचा माध्यमातील वेग व त्याचा निर्वातातील वेग यांचे गुणोत्तर) तापमानानुसार बदलतो. या गोष्टींचा उपयोग करून तापमान काढता येते.
तापमानाची काही खास उपकरणे व पद्धती : थर्मिस्टर : या साधनात निकेल, कोबाल्ट, युरेनियम इत्यादींच्या ऑक्साइडांची एक गोळी (किंवा छोटी तबकडी) बनवून तिला दोन बाजूंना दोन प्लॅटिनमाच्या तारा जोडलेल्या असतात. ही गोळी योग्य तापमानाला भाजली म्हणजे थर्मिस्ट तयार होतो. तापमान वाढविले, तर याच्या विद्युत् रोधात मोठी घट होते व ही घट तापमानानुसारी असते. तेव्हा याचा विद्युत् रोध मोजून त्यावरून तापमान काढता येते. याच्या साहाय्याने ०·०००५° से. पर्यंत अचूक मापने करता येतात. अत्यंत लहान आकारमान व उच्च संवेदनशिलता ही याची मुख्य वैशिष्टे आहेत. त्यामुळे याचा अनेक ठिकाणी उपयोग करता येतो. उदा., एंजिनातील वेगबदल पेटी, सिलिंडर टोपण रोहित्राचा (प्रत्यावर्ती, म्हणजे उलटसुलट दिशेने वाहणाऱ्या, विद्युत् प्रवाहाचा दाब बदलणाऱ्या साधनाचा) अंतरक (गाभा). अशा वस्तूंची तापमाने ते यंत्र चालू असतानाच मोजण्यासाठी थर्मिस्ट त्यावर पक्का बसवून त्याला जोडलेल्या तारा बाहेर काढून घेतात व मग त्याचा विद्युत् रोध मोजून त्यावरून तापमान काढता येते. वातावरणाचे तापमान, सागराचे विविध खोलींवरील तापमान, भूपृष्ठाचे विविध खोलींवरील तापमान अशा विविध क्षेत्रांतील तापमानासाठी याचा उपयोग करता येतो. मात्र फार नीच किंवा सु. ४००° से. पेक्षा उच्च तापमानासाठी याचा उपयोग करता येत नाही [⟶ थर्मिस्टर].
ज्वरमापक : या प्रकारचा तापमापक सर्वांच्या माहितीचा आहे. हा तापमापक कमाल ‘तापमानदर्शी’ पद्धतीचा आहे. यामुळे तो शरीरापासून काढून घेतल्यानंतरही त्याचे वाचन शरीराचेच बरोबर तापमान दर्शवू शकते. यासाठी याच्या केशनलिकेत अशी रचना केलेली असते की, तापमापकाच्या फुग्याचे तापमान वाढत असता तीमधून पारा पुढे सरकू शकतो, पण तापमान उतरल्यास पारा या रचनेतून आपोआप मागे येऊ शकत नाही. तो मागे फुग्यात आणण्यासाठी तापमापक झटकावा लागतो, ही सर्वांच्या अनुभवाची गोष्ट आहे. याचा लघुतमांक १/१० किंवा १/५ अंश असणे आवश्यक असते. यातील केशनलिकेचा अंतर्भाग चपटा करून आतील पाऱ्याच्या स्तंभाचा दर्शनी भाग जास्त रुंद करतात. त्याशिवाय नळीचा दर्शनी भाग बहिर्वक्र भिंगासारखा केलेला असल्याने आतील पाऱ्याच्या स्तंभाची वर्धित प्रतिमा मिळून ती स्पष्ट दिसण्याला मदत होते. केशनलिकेच्या मागच्या बाजूला पांढरे एनॅमलचे पुट दिले असल्याने त्या पार्श्वभूमीवर पाऱ्याची पातळी सुकरतेने दिसते. ज्वरमापकाचा बाह्य भाग अगदी नितळ व स्वच्छ असावा लागतो. या प्रकारचे ज्वरमापक सहज फुटू शकतात. त्याचप्रमाणे त्यांच्या साहाय्याने ज्वरमापन करण्याला बराच वेळ लागतो. मोठ्या रूग्णालयात अनेक रूग्णांचे ज्वरमापन करताना या ज्वरमापकाने एकाच्या रोगजंतूचा दुसऱ्या रुग्णाला संपर्क होण्याचेही भय असते. या गोष्टी टाळण्यासाठी आता थर्मिस्टरवर आधारलेला नवा ज्वरमापक उपलब्ध झालेला आहे. थर्मिस्टर एका प्लॅस्टिकच्या नळीत ठेवलेला असून त्याच्याशी संलग्न विवर्धक व मोजपट्टी एका छोट्या पेटीत बसविलेली असते. या ज्वरमापकाच्या साहाय्याने ज्वरमापन जास्त जलद व अचूक करता येते.
तापमापनाची इतर क्षेत्रे : हवामान, पाऊस वगैरेबद्दलचे अंदाज वर्तविण्यासाठी वातावरणातील वेगवेगळ्या उंचीवरील थरांची तापमाने मोजणे जरूर असते. यासाठी बलून किंवा रॉकेट यांच्या साहाय्याने तापमापक वर सोडून त्याने नोंदलेली तापमाने रेडिओ संदेशवहनाने पृथ्वीवर पाठवतात. विशिष्ट कक्षेत पृथ्वीभोवती भ्रमण करणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहाचा वेग तेथील वातावरणाच्या घर्षणामुळे किती कमी होतो, ते पृथ्वीवरून निरीक्षणे करून काढता येते. त्यावरून तेथील हवेची घनता व घनतेवरून तेथील तापमानही (योग्य त्या सूत्रांच्या साहाय्याने) काढता येते. ध्वनीचा वायूतील वेग वायूच्या निरपेक्ष तापमानाच्या वर्गमूळाच्या सम प्रमाणात असतो. तेव्हा उच्च वातावरणातील ध्वनिवेगाचे मापन करून त्यावरून वातावरणाच्या वेगवेगळ्या थरांतील सरासरी तापमान काढता येते. यासाठी हातबाँबची एक मालिका रॉकेटाच्या साहाय्याने उंच प्रक्षेपित करतात. विशिष्ट उंचीवर एक–एक बाँब आपोआप उडावा अशी व्यवस्था असते. या स्फोटांचे आवाज पृथ्वीवर पोहोचण्यासाठी लागणारे कालखंड मोजून त्यावरून ध्वनिवेग काढतात. मग या ध्वनिवेगावरून त्या त्या थरातील सरासरी तापमान काढता येते.
पर्जन्य, सागरी जीवसृष्टी वगैरेंच्या अभ्यासात सागराच्या विविध खोलीवरील थरांची तापमाने मोजणे आवश्यक असते. यासाठी थर्मिस्टर, ध्वनिवेग वगैरे पद्धतींचा तर उपयोग होतोच त्यांखेरीज उलटा होणारा तापमापक हे एक खास साधन बनविण्यात आले आहे. इष्ट खोलीवर पोहोचल्यावर हा तापमापक उलटा फिरवला जातो. मग नळीत चढलेला पारा अलग होऊन एके ठिकाणी साठविला जातो. त्याचे वस्तुमान मोजून त्यावरून तापमान काढता येते.
आकाशातील तारे, सूर्याचा किरीट व त्यावरील उद्रेक, ग्रह आणि धूमकेतू यांची तापमाने मोजण्यासाठी वर्णपटीय पद्धती वापरतात [⟶ वर्णपटविज्ञान].
सिक्स यांचा कमाल–किमान तापमापक : वातावरणविषयक अभ्यासात विशिष्ट स्थळी होणारी हवेची एका दिवसातली किमान व कमाल तापमाने आपोआप नोंदविण्यासाठी या साधनाचा वापर होतो (आ. ९). यामध्ये अल्कोहॉलाने पूर्ण भरलेला एक लांबट काचेचा फुगा (अ) आकृतीत दाखविलेल्या आकाराच्या वक्र नलिकेने (उ) या अर्धवट अल्कोहॉल भरलेल्या फुग्याला जोडलेला असतो. वक्र नलिकेच्या खालच्या भागात पारा भरलेला असून त्याच्यावर अल्कोहॉलाचे स्तंभ असतात, दोन्ही बाजूंच्या पाऱ्याच्या स्तंभांच्या वर दोन काळ्या काचेचे दर्शक ठेवलेले असतात. दर्शकाच्या बाजूला लावलेल्या स्प्रिंगेमुळे (आ. ९ ख–ऐ) दर्शक खाली घसरत नाही. डावीकडच्या आ या दर्शकाच्या खालच्या टोकाजवळ किमान तापमानाची ई या दर्शकाच्या खालच्या टोकाजवळ कमाल तापमानाची नोंद मिळते. अ या फुग्यातील अल्कोहॉल तापमान वाढेल त्यानुसार प्रसरण पावते व पाऱ्याच्या स्तंभाला पुढे रेटते. त्यामुळे उजवीकडील पाऱ्याची पातळी वर चढते व त्याबरोबर ई हा दर्शकही वर रेटला जातो. परंतु तापमान उतरले असता पाऱ्याची पातळी खाली गेली तरीही ई हा दर्शक त्याला लावलेल्या स्प्रिंगेमुळे खाली घसरत नाही.
याचप्रमाणे तापमान उतरेल त्याप्रमाणे अ मधील अल्कोहॉल आकुंचन पावतो. मग उजवीकडील नलिकेतील द्रवस्थैतिक दाबामुळे तेथील पारा खाली दाबला जातो व डावीकडील नळीमधील पाऱ्याची पातळी वर चढते व त्याबरोबर आ हा दर्शक वर रेटला जातो. अशा तऱ्हेने आ हा दर्शक किमान तापमानाची नोंद ठेवतो. या नोंदीची दखल घेतल्यानंतर चुंबकाचा उपयोग करून दोन्ही दर्शक पाऱ्याच्या पातळ्यांवर आणून ठेवतात.
विनिर्देश : अमेरिकन सोसायटी फॉर टेस्टिंग ऑफ मटेरियल्स (ASTM) या संस्थेने तापमापकाच्या कारखानदारांनी तापमापक तयार करताना पाळावयाचे विनिर्देश (मार्गदर्शक नियम) तयार केलेले आहेत. भारतीय मानक संस्थेनेही याकरिता विनिर्देश तयार केलेले आहेत (इंडियन स्टॅंडर्ड स्पेसिफिकेशन फॉर जनरल परपज ग्लास थर्मामीटर आय एस : २४८०–१९६४).
संदर्भ : 1. Herzfeld, C. M., Ed.Temperature, Its Measurement and Control in Science and Industry, Vol III, New York, 1962,
2. Tyler, F. Heat and Thermodynamics, London, 1965,
3. Zemansky, M. W. Heat and Thermodynamics, New York, 1957.
“